儘管它具有令人印象深刻的生物學簡歷，但隨著元素的發展，磷相對無法訪問。為了了解磷如何獲得其重要作用，科學家正在對地球和太空中的早期地球化學環境進行建模。
典型細胞中最常見的元素是氫，氧，碳，氮，磷和硫。所有這些，除磷，位於最豐富元素的前十名太陽系。磷的數字排在第17位。
南佛羅里達大學的馬修·帕塞克（Matthew Pasek）說：“磷是宇宙中最不豐富的元素相對於其在生物學中的存在。”
磷的這種稀缺性在地球表面更加敏銳，在某些礦物質中，大部分磷被鎖定在生命難以利用的情況下。
那么生活如何取決於這種相對的稀有元素？
Pasek正在努力解決磷可能會採取的化學途徑，以在地球早期生命。這項研究得到了NASA的外生物學和進化生物學計劃。 [關於地球的50個驚人事實這是給出的
無法獲得足夠的東西
磷通常不像鈣和鐵等其他必要營養素那樣受到更多的關注，但是元素p出現在出人意料的生物分子中。
對於初學者來說，磷是DNA和RNA中的重要結構元素。這兩個遺傳分子都有糖磷酸骨架。磷酸鹽（PO4）作為一種“超級膠水”，因為它具有三個氧原子，可以在溶液中帶有電荷。這些氧原子中的兩個與兩個相鄰的糖形成離子鍵，而第三個氧氣則以負電荷“懸空”，使整個DNA或RNA分子帶負電。這種總體充電有助於防止分子從其禁令的位置中移出。
沒有多少分子可以執行這一三重雜耍行為。砷是一種可能性。最近，一群研究人員聲稱發現可以使用砷的微生物代替磷酸鹽，但爭議仍然存在這一假定的發現。
Pasek說：“陪審團仍然超過砷，但很明顯，磷酸鹽是選擇的最佳選擇。”
除了DNA之外，磷酸鹽在細胞中扮演其他角色。它在三磷酸腺苷（ATP）中顯示了3次，這是細胞中能量儲存的重要形式。許多生物學功能都需要從ATP的分解（或燃燒）中獲得能量，這通常稱為“分子單位貨幣“能量傳遞。
“這人體每天使其重量加重ATP，並燃燒它。 ” Pasek解釋說。
磷在脊椎動物中也具有重要作用，脊椎動物的骨骼和牙齒含有高度穩定的磷酸鹽礦物質。
獲得維生素P
由於其至關重要的作用，地球上的所有生物都必須找到一個磷的來源。
人類和其他動物從吃植物（或吃植物的動物）中獲得磷。植物從土壤中拔出磷化合物，但其中很多是從腐爛的有機物中回收的材料。
植物無法在土壤中回收所有可用的磷，因此其中一些最終通過徑流進入海洋。在那裡，海洋生物可以使用它，但最終磷酸鹽定居在海底，並將其摻入岩石沉積物中。
一旦將磷鎖定在不溶性的礦物質中，它需要很長時間才能恢復植物和其他生物可以使用的形式。實際上，磷循環是生物學重要性最慢的元素循環之一。
人類目前不滿足於等待地質過程釋放磷，而是花費大量精力開採“磷酸鹽”並化學修改以製成肥料。
天體生物學家有摩擦。這第一人生形式不會有人在上面撒上豐富的Pich肥料，那麼他們從哪裡得到磷？
不同的路徑
地球表面上的大多數磷都在某種類型的磷酸鹽中發現。 Pasek解釋說，原因是磷酸鹽是我們星球富含氧氣環境中P的最低能量狀態。但是其他 - 更降低 - 磷化合物也存在。
Pasek說：“減少的磷比磷酸鹽更具有化學反應性。”這種額外的反應能力可能有助於磷進入數十億年前的生命遊戲。
降低磷化合物的實例包括磷化物。這些分子通常是磷和金屬的組合，例如在大鼠毒藥或稱為schreibersite的鐵核磷脂中發現的鋅磷化物。
地球含有大量的磷化物，但其中大部分位於核心中，埋在2,000英里的岩石之下。從表面上看，最常見的，天然的磷化物之一是史瑞伯石，它不是從下方來，而是以隕石的形式出發。 [地球測驗：藍色大理石的奧秘這是給出的
Pasek說：“我們無法從地球上拿出核心材料，但是我們確實可以使用分裂以產生隕石的小行星的核心材料。”
磷化物往往會形成氧氣稀缺，金屬豐富。因此，大多數天文體的核心具有磷化物。當磷酸鹽礦物質被雷擊或高能撞擊擊中時，磷酸鹽也會形成。
Pasek和他的同事研究了磷化物的地質樣本，他們發現地球表面上的大多數磷化物都來自隕石。隨著時間的流逝，這種材料的大部分已經演變為磷酸鹽。該小組估計，目前在地球上發現的磷酸鹽中有1％至10％來自隕石。
回頭時鐘
儘管磷化物和其他減少的磷化合物在當前生物學中沒有任何重要作用，但隨著生命努力在這個星球上立足時，它們可能更為突出。
通過計算機模擬，Pasek和他的同事正在不同時期從太陽系開始到生命的早期階段，在不同時期對與P相關的化學作品進行建模。他們專注於地球，但他們還在尋找其他地方，除了P化學可能很重要，例如Comets和The Moon Titan。
他們通過實驗增強了模擬，其中將史瑞伯石和其他隕石礦物添加到“原始湯“水和有機分子。這些混合物產生了一些類似於生物學中的有機磷化合物。
Pasek說：“到目前為止，我們的實驗很幸運。”
原始食譜？
Pasek的團隊通過他們的工作，希望在地球地質歷史的前20億年內提供磷化學景觀。這可能有助於揭示何時以及如何在很大程度上取決於這一元素。
佐治亞理工學院的尼古拉斯·哈德（Nicholas Hud）說：“進入生活的時間和方式是一個非常有趣的難題。”
HUD認為磷可能不是人生第一食譜中的成分之一。
Hud說：“核酸，蛋白質和脂質都使用磷，但我們可以想像，這是後來替代簡單的分子。”
例如，在核酸中，磷酸鹽的“膠水”作用可能是通過乙二基填充的，乙二醇是當今生命中仍在使用的分子。 HUD認為磷可能是在一些生物過程中開始的痕量元素，直到後來才意識到磷生命的所有潛力。
HUD說：“一旦生命發展了允許摻入磷甚至磷的'收穫'的分子機制，生命就會轉移到更高的水平。” “磷酸鹽的納入可能代表了生活中的重大進化進步（如果從一開始就不存在），因此對於理解生命的起源和早期進化非常重要。”
